[实用新型]一种水肥一体化智能精准控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及有关信息技术、农业灌溉和科学施肥技术交叉应用的水肥控制系统，尤其涉及一种经济实用的水肥一体化智能精准控制装置。

背景技术

20世纪30年代法国开始灌溉施肥自动化控制技术的探索；50年代以来，美国、日本等发达国家将电子技术、传感器技术、计算机科学技术等应用于农业灌排网络，并得到了广泛的发展和运用，控制方式由现场控制慢慢发展为无线控制，控制模式由分散控制发展到集中控制。

我国许多项目引进了一些国外的自动控制系统，但这些系统都是为国外的生产实际而设计的，没有考虑我国的气候条件、土壤条件和作物类型等，因而不适于我国的生产实际。国外的限制和国内的需求迫使我国必须自主研制国产化的自动控制系统。20世纪70年代，我国开始引进灌溉施肥技术并开展相关实验，80年代至90年代开始研制自主知识产权的设备，90年代后期，开始大力开展灌溉施肥技术的研究和培训及其技术推广应用，各类高校与科研机构做了许多相关实验研究。但大多数研究偏重于学术和技术引进，考虑作物的水肥需求特征不够充分，系统构建成本昂贵，且实用性不强，因而有必要整合多学科现有成熟技术，研制一种经济实用的水肥一体化精准控制系统，满足社会需求。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种经济实用的水肥一体化智能精准控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、水肥一体化智能精准控制装置(简称装置)

本装置由依次连接的监控机、串口转换模块、下位机、执行机构和轮灌区组成。

二、基于水肥一体化智能精准控制装置的控制方法(简称方法)

本方法包括下列步骤：

①监控机启动，运行“水肥一体化精准决策控制软件”；

②监控机通过串口转换模块发送控制命令，并实时监测流量计数信息与湿度信息；

③下位机经屏蔽电缆接收控制命令，并将控制命令转换为逻辑控制序列，下位机反馈流量计数信息；

④执行机构依据逻辑控制序列依序动作，完成对轮灌区的浇水和施肥，并实时采集湿度信息，经下位机反馈至监控机，自动完成闭环控制。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

1、成本低廉

采用成熟技术与通用硬件科学构建系统，降低设备成本；采用轮询方式灌溉施肥，任意时刻只开启一个轮灌区，降低管网投资，有利于推广使用；

2、扩展性强

施肥方案因作物、因施肥阶段的不同而不同，并以数据库形式保存，只要扩充数据库并增加田间毛管，便很容易做到面向多种作物的自动化控制；

3、实用性强

本装置于2010年3月份放入华农果园教学基地梨园中，至今运转良好，成功实现了土壤含水率在线实时监测与梨树灌溉施肥的智能化管理。2010年8月份通过梨树收获结果分析，本装置不仅节水节肥而且提高作物产量和品质。

本实用新型体现了“精准灌溉、精准施肥”的发展趋势，对于缓解我国水资源矛盾，降低农业面源污染，保证我国粮食安全具有实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构方框图；

图2是执行机构和轮灌区的结构方框图；

图3是水肥一体化精准决策控制软件的工作流程图。

其中：

100-监控机；

200-串口转换模块；

300-下位机；

400-执行机构，

410-手动配肥阀，411、412……41M-第1、2……M手动配肥阀；

420-营养罐，421、422……42N-第1、2……N营养罐；

430-营养阀+流量计，431、432……43N-第1、2……N营养

阀+流量计；

440-驱动混合仓；

450-轮灌区电磁阀，451、452……45K-第1、2……K轮灌区电磁阀；

460-水份传感器，461、462……46L-第1、2……L水份传感器；

470-手动总水阀；

480-水阀+流量计；

500-轮灌区；

510、520……5L0-第1、2……L轮灌区。

其中：M、N、K、L均为1～100的自然数。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、装置

1、总体

如图1，本装置由依次连接的监控机100、串口转换模块200、下位机300、执行机构400和轮灌区500组成。

2、功能块